专利名称：医用泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种医用泵，具体地涉及用于喷水外科手术的医用泵。
背景技术：
因为与其他器官不同，肝脏这种器官具有不同强度的组织结构(肝叶实质、血管及胆管)，而所使用的喷射水流将待切割的组织(肝叶实质)分离而不会损伤到血管及胆管，因此，喷水外科手术已经在肝脏外科手术中应用了一段时间。自然地，为此需要精确地控制切割压力。
喷水外科手术的另一个问题在于，因为液体可能会以最接近、最强烈的方式与身体组织接触，故切割介质必须完全无菌(例如，通过林格(Ringer)液)。还必须考虑诸如高可靠性、简易性以及制造经济性等传统问题。
US 6,216,573B1及DE 203 09 616U1公开了用于喷水外科手术的医用泵，其包括一次性使用的可更换泵单元，其可连接至泵致动装置。但是，以已知的装备来改造泵装置成本极高。需要相对较大的力来产生高压及充足的液流，用于将泵装置连接至泵致动装置的装置必须具有足够的刚性，以便它们可在泵装置上维持“牢固的保持”。
发明内容
本发明的目的在于发展开始所述类型的医用泵，使得泵单元与泵致动装置之间的连接得到改进并易于操作。
通过根据权利要求1的医用泵来实现上述目的。具体通过一种专用于喷水外科手术的医用泵来实现上述目的，所述医用泵包括组装为一次性使用制品的泵单元，其带有至少一个具有活塞杆的活塞，所述活塞杆用于在所分配的气缸中移动所述活塞；泵致动装置，其带有至少一个驱动装置以及一个电机控制器，用于通过移动所述活塞杆来致动所述泵单元；保持装置，其可打开以及闭合，用于将所述泵单元可逆地附装至所述泵致动装置；离合装置，其可打开以及闭合，用于将所述活塞杆可逆地连接至所述驱动装置，其中，所述驱动装置构造为以可控制方式致动所述保持装置和/或离合装置的打开和/或闭合。
本发明的重点在于，以实际上设计成用于额外地前后推动活塞的驱动装置来致动或控制保持装置及/或离合装置。因而可确保简单的操作(通过驱动装置)；另一方面，因为是在用于将泵单元从泵致动装置分离的打开期间且并非由使用者施加，故可以施加较大的保持力。
所述保持装置及/或所述离合装置包括卡扣接头，其以以下方式构造，即可通过卡扣在位而实现保持装置和/或离合装置的闭合，借助于所述驱动装置通过打开卡扣接头而打开。可由使用者非常容易地以较大保持力在较长的行程的情况下产生将泵装置连接至驱动装置所需的能量。否则，随后以对应的大的保持力通过驱动装置执行打开，使得仅仅打开操作必须通过驱动装置执行，而闭合操作并不需同样执行。这简化了装备。
所述卡扣接头优选地以以下方式构造，即闭合所需的力小于打开所需的力。
所述驱动装置优选地以以下方式构造，即在以基于所述泵单元至所述泵致动装置的连接而使所述接合装置从所述活塞杆脱离且所述离合装置可通过致动所述驱动装置而闭合的方式将所述泵单元附装至所述泵致动装置之前，装配在所述离合装置中的接合装置被布置在非工作位置。这意味着，为了将泵单元附装至泵致动装置，使用者无需对活塞或活塞位置执行任何大的操作。
优选的是，在气缸内设置具有活塞杆的两个活塞，且所述泵致动装置被构造成使所述活塞交替移位。因此可确保增强的泵性能。在本实施例中，以活塞可被同步移位以交替地打开或闭合所述保持装置及/或所述离合装置的方式来优选地以可控方式通过两个电机或一种具有可控传动装置的电机来构造所述泵致动装置。在泵正常工作期间，交替地操作活塞，选择不同操作模式以通过具有简化的装备的同一驱动配置来打开及闭合保持装置和/或离合装置。
所述驱动装置优选地包括线性驱动器(或具有两个活塞，两个线性驱动器)，其具有轴杆以及电机，使得可以可控方式驱动所述轴杆。通过这种线性驱动可执行非常精确的运动，因此可保护泵及其活塞/气缸单元。
所述电机控制器优选地以所述活塞可以恒定速度移位的方式构造。这使得可流畅的输送要泵送的介质。
本发明的优选实施例以从属权利要求界定。
以下将结合附图来详细说明本发明的优选实施例，其中图1是医用泵的实施例的示意性框图，图2是泵的实施例的分解图，图3是联接有泵单元的泵致动装置的立体图，图4是保持装置的侧视图，图5是类似图4的视图，但是为沿图6的线V-V所取的部分剖视图，图6是根据图4的装备的俯视图，图7-图9是相应于图4-图6的视图，但保持装置处于打开位置，图10是保持装置的功能单元的分解图，图11是图10的子单元的立体图，图12是图11的子单元的分解图，图13是离合装置的立体图，图14是图13的离合装置处于不同移位位置的视图，图15是图13或图14的离合装置的分解图，
图16是根据图13的装备的子单元的分解视图，图17是根据图13的具有联接的活塞杆的装备的俯视图，图18是根据图17的装备的正视图，图19是根据图17、但处于不同操作状态的视图，图20是根据图19的装备的正视图，图21是沿图19的线XXI-XXI所取的截面图。
具体实施例方式
对相同的部件及具有相同功能的部件使用相同的参考标号。
在图1所示的本发明的实施例中，提供了一种泵致动装置10，其包括用于控制两个电机11，11’的电机控制器15，所述两个电机11，11’通过传动装置12，12’及离合装置13，13’连接至活塞杆25，25’。操作者B可通过合适的开关(脚动开关或指动开关)来操作电机控制器15，使得电机11，11’交替地移动活塞杆25，25’，并由此通过上述传动系移动泵单元20的气缸21，21’中的活塞22，22’，使得泵单元20的压力腔16，16’的容积交替地增大及减小。
为了相对于气缸21，21’密封压力腔16，16’及活塞22，22’，可以在活塞22，22’处设计密封件23，23’。此外，活塞杆25，25’通过杯状密封件24，24’保持无菌，杯状密封件24，24’一方面牢固地固定至气缸21，21’而另一方面固定至活塞杆25，25’。以此方式，外界空气中的细菌即不会与工作流体混合，也不会进入工作流体的路径，否则在没有在气缸21，21’的内壁上设置这些杯状密封件24，24’的情况下细菌会通过密封件23，23’。
吸入阀26，26’及压力阀27，27’连接至压力腔16，16’。吸入阀26，26’通过流体入口6连接至用于工作流体的蓄积箱9。压力阀27，27’通过流体出口7连接至导引至施放器8的压力软管5。泵单元20与蓄积箱9一同形成包括其容纳物、压力软管5以及施放器8的可置换部件E，该可置换部件E在每次手术后被置换，由此整个装备可以满足极高的无菌要求。
设置有蝶形阀14，操作者B通过该蝶形阀14可完全切断流体流动。
图1所示的本发明的实施例为在阀膜36辅助下可打开及闭合流体出口7与流体入口6之间的连接通路的压力控制阀35。通过致动器30经推杆34及弹簧33以及测力器31来操作阀膜36。测力器31向控制器32提供与动力成正比的输出信号，操作者B通过该控制器32可设定最大压力。替代独立的测力器31，可以测量同样与动力成正比的致动器30的操作电流。
这种布置确保了通过施放器8可精确地调整流体压力。此外，通过压力控制阀35，可使由活塞运行所产生的压力波动变的平稳。重要的在于，由于其结构的原因，压力控制阀35可采用动力受控而非行程受控的方式通过由流体压迫阀膜来工作。因此，在将泵单元20联接至泵致动装置10期间，即使存在尺寸公差，也不会产生压力调整误差，这是因为几何结构尺寸(行程)并不重要，重要的是压力控制阀35工作的动力。
图2示出了泵装置20的结构实施例的分解图。在该实施例中，压力阀27及吸入阀26具有通过弹簧18压在阀座上的球19(在图中不可见)(其原理公知)。
气缸盖29具有联接气缸21，21’的两个区域，由此使阀设置在气缸21，21’与气缸盖29之间。
还可从图2看到，活塞杆25，25’末端具有联接突起17，17’，该联接突起17，17’起与联接系统13，13’建立机械连接的作用。
在本发明的该实施例中的活塞由与盖28配合的活塞杆25，25’的近端形成，该盖28同时将密封件23，23’牢固地保持在活塞杆25，25’上。
压力软管5通过连接件37、卷曲(crimping)件38及插入压力软管5的内管而不可逆地紧固至气缸盖29，由此在装配之后(以公知的方式)，通过在气缸盖29中不可逆地保持连接件37的卡舌45将连接件37保持在气缸盖29中。
图3示出了联接有泵单元20的泵致动装置10的立体图。该图示出了泵致动装置10具有附装有电机11，11’的框架65。电机11，11’构造为通过有齿带48，48’及传动装置12，12’来驱动轴杆47，47’的双向电动机，由此将电机11，11’的旋转运动转换为线性运动。离合装置13，13’附装至轴杆47，47’，活塞杆25，25’可联接至离合装置13，13’。具有相关推杆34的致动器30的装备在该视图中也可见。
此外，保持装置50附装至用于在保持泵单元20的框架65。
将参考图4-图12详述保持装置。
保持装置50包括在端部具有爪51，51’的爪保持器52，52’，爪51，51’被构造为其可与所设置的突耳46接合以保持泵单元20。
如图4所示，爪保持器52，52’通过转销而布置在框架65上并通过弹簧53(见图10)预紧在闭合位置(图4-图6)。为了插入泵单元20，以如下方式将泵单元20推入保持装置50，即爪51，51’以前倾斜表面在泵单元20的突耳46上滑动并被迫压在其上。随后，当泵单元20已被完全推到其上后，爪保持器52，52’卡合且爪51，51’将泵单元20保持在该位置直至它们被再度推开。
参照图10-图12来描述用于打开保持装置50或爪51，51’的机构。
保持装置50包括保持块54，保持块54前部具有对应于泵单元20的气缸21，21’的后部的气缸壳体56，56’。比较图2及图10可容易地理解上述配合。
开启滑板57通过紧固螺钉59，59’固定至气缸壳体56，56’，由此开启滑板57具有细长孔60，60’而使其可被前后推动。通过弹簧58，爪保持器52，52’被向后推离泵单元20。
可来回旋转的摇杆62通过对称布置有舌部64，64’的摇动支座63而固定至开口滑板57。开启滑板57在其面对泵单元20的前部具有开启舌部6。开启舌部61具有对应于爪保持器52，52’的内表面之间的间距的高度。在爪保持器52，52’的这些内表面上，开启斜坡55，55’已经通过如下方式附装在开启舌部61的移动轨道上，即，在遇到开启斜坡55，55’并在保持装置50的方向上进一步移位期间时，开启舌部61将爪保持器52，52’推开，由此它们从图4-图6所示的位置改变至图7-图9所示的位置。在该位置(对应于图7-图9)，爪51，51’从泵单元20上的突耳脱离而由此将其释放。如以下所描述地产生所述开启滑板57的移动。
在泵单元20的“正常”操作期间，轴杆47，47’交替地前后移动，由此在轴杆47或47’的端部位置它们保持图6或图10所示的位置。在这些运动期间，保持块72，72’以如下方式由活塞保持器70，70’在轴杆47，47’的端部处移动越过舌部64，64’，即，使得摇杆62或者如图6或图10所示逆时针倾斜，或者以保持块72，72’处于反向的位置后突或拉回情况的另一方向倾斜。因此，可以执行活塞保持器70，70’或保持块72，72’的交替运动以在开启滑板57未在泵单元20的方向上移动的情况下操作泵。
但是，当轴杆47，47’被驱动而使得活塞保持器70，70’或保持块72，72’两者并排运行时，在移动期间(在泵单元20的方向上)不能避开摇杆62，由此保持块72，72’两者同时与保持舌部64，64’两者接合。由此，当活塞保持器70，70’继续向前移动时，沿泵单元50的方向在开启滑板的细长孔60，60’中对抗弹簧58的力来推动开启滑板57，使得开启舌部61在开启斜坡55，55’上滑动，由此迫使爪保持器52，52’分开。因此，释放爪51，51’与泵单元20上的突耳46的接合。因此，专门通过电机11，11’以及其相应的通过电机控制器15的控制来打开保持装置50。
以下更详细地描述离合系统13，13’的作用或致动，由此，活塞杆25，25’经由联接突起17，17’联接至活塞保持器70，70’。在此方面可参照图13-图21。
如图15所示，保持块72，72’拧紧在轴杆47，47’上，并包括插入开口77，77’，活塞杆25，25’可通过其联接突起17，17’插入所述插入开口77，77’。弹簧71，71’以使得弹簧端部73，73’突伸进插入开口77，77’的方式附装至保持块72，72’。弹簧端部73，73’的间距为使得活塞杆25，25’通过其联接突起17，17’可插入到插入开口77，77’中并迫使弹簧端部73，73’分离直至它们在联接突起17，17’之后卡合。因此，联接突起17，17’具有锥形端部。在将联接突起17，17’插入活塞保持器70，70’之后，活塞杆25，25’连接至活塞保持器70，70’并且既不被推也不受拉。
在活塞保持器70，70’或保持块72，72’的移动行程之间，跨骑杆74附装在旋转轴承75上而使得其可倾斜，在其上侧及下侧上、于其背对泵单元20的一侧上具有跨骑表面76，76’。另一方面，在跨骑杆74上构造有面对泵单元20的端部的旋转边缘78，78’。
具有跨骑表面76，76’及旋转边缘78，78’的跨骑杆74的布置及尺寸为使得通过保持块72，72’或活塞保持器70，70’的交替运动(如图13及图17所示)而使跨骑杆74朝向一侧或另一侧倾斜，倾斜方向取决于活塞保持器70，70’或保持块72，72’中哪一个在泵单元20的方向上滑过跨骑杆74。由此，跨骑表面76，76’进行转动的旋转运动的方式为使得当它们滑过时其不与活塞保持器70，70’的弹簧端部73，73’接合。但是，当在泵单元20的方向上彼此平行地推动活塞保持器70，70’两者时(见图14及图19-图21)，跨骑表面76或76’与弹簧端部73，73’接合(具体参见图20及图21)，由此其在(倒圆的)跨骑表面76或76’上滑动并受迫分开。通过此受迫分开，预先附装于联接突起17，17’的活塞杆25，25’(参见根据图18的保持位置)被释放，如图20所示。此后，通过活塞保持器70，70’或保持块72，72’的相同且同时平行运动，保持装置50及爪51，51’受迫打开，并由此释放其与泵单元20的突耳46的接合，不需要使用者克服任何力，通过平行移动活塞保持器70，70’的位置直到其面对泵单元20的前方位置而可以移除泵单元。
此外，电机控制器15构造为使得在从泵致动装置10移除泵单元20之后，轴杆47，47’两者收回活塞保持器70，70’。如果使用者将泵单元20插入泵致动装置10，则仅需要克服打开保持装置50所需的力。然后，通过使联接突起17，17’通过气缸壳体56，56’，活塞杆25，25’伸入到泵致动装置10中。使用者现可控制电机控制器15，使得电机控制器15在泵单元20的方向上以“联接模式”移动活塞保持器70，70’，直至联接突起17，17’将弹簧端部73，73’推开并卡合。对联接突起17，17’两者独立依次执行该卡合过程，从而跨骑杆74不会打开弹簧71，71’。
从以上描述可清楚地理解，本发明的要点在于，通过驱动器来部分地实现泵单元20至泵致动装置10的联接并完全实现泵单元20与泵致动装置10的分离，其实际上针对所述泵的致动而设计。因此不需要单独的驱动装置。
参考标号列表可置换部件E操作者B压力软管5
流体入口6流体出口7施放器8蓄积箱9泵致动装置10电机11，11’传动装置12，12’离合系统13，13’蝶形阀14电机控制器15压力腔16，16’联接突起17，17’弹簧18球19泵单元20气缸21，21’活塞22，22’密封件23，23’杯状密封件24，24’活塞杆25，25’吸入阀26，26’
压力阀27，27’盖28气缸盖29致动器30测力器31控制器32弹簧33推杆34压力控制阀35阀膜36连接件37弯曲件38内管39卡舌45突耳46轴杆47，47’有齿带48，48’保持装置50爪51，51’爪保持器52，52’压力弹簧53
保持块54开口斜坡55，55’气缸壳体56，56’开口滑板57弹簧58附装螺钉59，59’细长孔60，60’开口舌部61摇杆62摇动支座63舌部64，64’框架65活塞保持器/接合装置70弹簧71，71’保持块72，72’弹簧端部73，73’跨骑杆74轴承75跨骑表面76，76’插入开口77，77’旋转边缘78，78’
权利要求
1.一种专用于喷水外科手术的医用泵，包括组装为一次性使用制品的泵单元(20)，其带有至少一个具有活塞杆(25，25’)的活塞(22，22’)，所述活塞杆(25，25’)用于在所分配的气缸(21，21’)中移动所述活塞(22，22’)；泵致动装置(50)，其带有至少一个驱动装置(11，12)以及电机控制器(15)，用于通过移动所述活塞杆(25，25’)来致动所述泵单元(20)；保持装置(46，50)，其能够被打开及闭合，用于将所述泵单元(20)可逆地附装至所述泵致动装置(10)；离合装置(13，17，70)，其能够被打开及闭合，用于将所述活塞杆(25，25’)可逆地连接到所述驱动装置(11，12)，其特征在于将用于致动、具体是用于打开和/或闭合所述保持装置(46，50)和/或所述离合装置(13，17)的所述驱动装置(11，12)构造为是可控制的。
2.如权利要求1所述的医用泵，其特征在于所述保持装置(49，50)和/或所述离合装置(13，17)包括卡扣装置(49，51；17，70)，其以以下方式构造，即，通过卡合实现所述保持装置(49，51；17，70)和/或离合装置(13，17，70)的闭合，且借助于所述驱动装置(11，12)通过打开所述卡扣装置(49，51；17，70)实现打开。
3.如前述任一权利要求、特别根据权利要求2所述的医用泵，其特征在于所述卡扣装置(49，51；17，70)以以下方式构造，即，闭合所需的力小于打开所需的力。
4.如前述任一权利要求、特别根据权利要求2或3所述的医用泵，其特征在于所述驱动装置(11，12)以以下方式构造，即，在以基于所述泵单元(20)至所述泵致动装置(10)的连接而使所述接合装置(70)从所述活塞杆(25)脱离且所述离合装置(13)能够通过致动所述驱动装置(11，12)而闭合的方式将所述泵单元(20)附装至所述泵致动装置(10)之前，装配在所述泵致动装置(10)中的所述离合装置(13，17，70)的接合装置(70)被布置在非工作位置。
5.如前述任一权利要求所述的医用泵，其特征在于在气缸(21)内设置具有活塞杆(25)的两个活塞(22)，且所述泵致动装置(10)被构造为用于交替地移动所述活塞(22)。
6.如前述任一权利要求、特别根据权利要求5所述的医用泵，其特征在于所述泵致动装置(10)构造为通过两个电机(11，11’)或通过以所述活塞(22，22’)能够额外地移位而交替地同步打开或闭合所述保持装置(46，50)和/或所述离合装置(13)的方式传动的电机来控制。
7.如前述任一权利要求所述的医用泵，其特征在于所述驱动装置(11，12)包括线性驱动器，其具有至少一个轴杆(47)以及至少一个用于该轴杆(47)的可控驱动的电机。
8.如前述任一权利要求所述的医用泵，其特征在于所述电机控制器(15)以能够以恒定速度推动所述活塞(22)的方式构造。
全文摘要
本发明涉及一种专用于喷水外科手术的医用泵，其中组装为一次性使用制品的泵单元能够被可逆地连接至泵致动装置。为了简化这种配置，还使用泵致动装置来打开泵单元与泵致动装置之间的连接。
文档编号A61B17/00GK1976640SQ200580021555
公开日2007年6月6日 申请日期2005年6月22日 优先权日2004年6月30日
发明者拉尔夫·屈纳, 马丁·哈格, 约亨·奎克 申请人:爱尔伯电子医疗设备公司